Im Gegensatz zur nahezu unbehaarten Kulturrebe (V. vinifera) besitzen bestimmte Vitis-Arten sehr dicht behaarte Blattunterseiten, was zu biotischer (Falscher Mehltau) und abiotische Resistenz (Trockenheit) führt. Diesen Genpool gilt es züchterisch für einen nachhaltigen, ressourcenschonenden und klimaangepassten Weinbau für eine dauerhafte Reduktion von Kupfer bzw. synthetischen Fungiziden zu erschließen. Das vorgeschlagene Projekt verfolgt zwei komplementäre Strategien. (1) Entschlüsseln der Genetik des Merkmals Blattbehaarungsdichte. Im Genom der stark behaarten Wildart V. labrusca sollen durch QTL-Kartierung Regionen identifiziert werden, die für die Ausbildung von Blatthaaren zuständig sind. Durch Genomsequenzierung eines V. labrusca-Genotyps,
Genexpressionsstudien und Sequenzabgleiche mit V. vinifera werden merkmalsrelevante positionelle Kandidatengene ermittelt. Kandidatengene aus dem LH1-Locus von V. vinifera, für die Abwesenheit von Blatthaaren, wurden im Vorfeld identifiziert. In einem vergleichenden Amplikon-Sequenzierungsansatz werden Unterschiede zwischen verschieden stark behaarten Vitis Genotypen und unbehaarten aufgezeigt. Die Sequenzdaten dienen der Erstellung genspezifischer CRISPR/Cas-Konstrukte. (2) Entwickeln einer transgenfreien Geneditierungs-Methode für funktionelle Genstudien sowie schnelle und präzise Anpassung der Blattbehaarungsdichte und langfristig auch weiterer Merkmale bei bestehenden Rebsorten. Auf eine transgene Unterlage, die ein modifiziertes CRISPR/Cas System exprimiert, wird ein nicht-transgener Spross aufgepfropft. Dieser wird durch den Transport der Cas9-mRNA/gRNA über die Pfropfstelle hinweg genspezifisch editiert, bleibt aber transgenfrei. In parallelen Ansätzen dienen Tabak (heterolog) oder Weinrebe (homolog) als Unterlage für zu editierende Vitis-Sprosse. Die externe Zugabe von Nanopartikel-gekoppelter gRNA soll als einfacheres System zwecks Einsparen eines Transformationsschrittes der Unterlage etabliert werden.